Релейно-импульсный регулятор тока электродвигателя

Релейно-импульсный регулятор тока электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАКИЙ

ИЗОВИтин ия к АВт9И:Клемм :9ЯДВтиЩвст®У

Союз Ceeeecssx

Социаянетмчееяттх рвсвубвю

{51)N. Кл. (6! ) Доволввтельное к ввт. свмд-ву(22) Заявлено 28. 05. 81 (И ) 3294691/24-07 с врвсоедвяеняем звявв» М

Н 02 Р 5/1б

Эеуаараихай кемвтет

CCCP ве лелем «м4увтеахй н атхрыткй (23)йриорятетОяублвковвно 07. 10. 82. Бюллетень ЧЬ 37 (ЗЗ) УДКб21 ° 316.

718. 5(088. 8) Дата ояублвковвня» оввсаввв 07. 10.82 (72) Авторы

Ю. 8. Колоколов, Я. П. Зайцев, 8. Г. Букреев

Л l0 8" (54) РЕЛЕЙНО-ИИПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР .ТОКА

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автома» . тического управления электроприводами постоянного тока, и может быть использовано для регулирования тока . ,электроподвижных установок.

Известно устройство для регули:рования тока тяговых электродвигателей, обеспечивающее постоянную частоту переключения тиристорного клю- 1о иа путем периодических импульсов на выключение и. содержащее генератор задающих импульсов, подсоединенный через дифференцирующие цепи к формирователю задержанных импульсов, первому входу триггера, выходу блока сравнения текущего и заданных значений тока якоря к формирователю блокировочных импульсов. Формирователь задержанных импульсов подключен 2о к второму входу триггера и через дифференцирующую цепь - к усилителю цепи запирания тиристорного ключа. Формирователь блокировочных импульсов

1 подключен к входу блока сравНения текущего и заданного значений тока якоря. Выход триггера соединен с усилителем в цепи открывания тиристорного ключа (1 ).

Однако несовпадение момента достижения регулируемым током якоря уровня тока уставки с моментом формирования импульса управления тиристорным ключом по релейному способу вызывает переход регулируемого тока за уровень тока уставки, что увеличивает амплитуду пульсаций регулируемого тока и вызывает автоколебания гармонических составляющих регулируемого тока с частотами, меньшими частоты регулирования (синхронизации ), кроме того, амплитуда низкочастотных автоколебаний не превос.,ходит среднего значения переходов ре:гулируемым током уровня тока устав:ки.

Наиболее близким по технической, сущности к изобретению является уст964941 ройство, содержащее измерительный преобразователь тока, подключенный че рез блок сравнения текущего и заданного значений тока якоря к входу блока инверсии и к входу. блока переклю» чений,другие входы которого пядключены к выходам блока изменения структуры и формирователей блокировочных и задержанных импульсов, входы которых соединены с выходом ге- 1О ,нератора задающих ймпульсов, выходы . блока переключений подключены к вхо1 дам.триггера, выходы котопого соедиМены через усилители с тиристорным ключом и .с входами блока изменения 1 структуры, другой вход которого соединен с выходом формирователя задержан ных импульсов (21.

Недостатком этого устройства для. релейного регулирования тока явля- зф ется использование дискретной формы информации о текущем значении регулируемого тока, которая вызывает отклонения регулируемого тока от уровня тока уставки и, вследствие этого 2S е низкочастотные автоколебания с частотой следования, меньшей частоты синхронизации, которые могут оказывать, например, мешающее воздействие на устройства сигнализации, централизации, блокировки и .связи железных дорог, обеспечивающие безопасность движения.

При относительной продолжительности включения с 0;5 синхронизация частоты коммутации тиристорного ключа осуществляется периодическим вклю., чением его, ограничение возрастающе.го тока осуществляется релейным способом. Иаксимально возможное возрастание тока после достижения им уровня тока уставки может продолжаться практически в течение. периода следования выходных импульсов измери45 тельного преобразователя тока.

При g7 0,5 синхронизация частоты коммутации тиристорного ключа осу" ществляется периодически выключением его, ограничение спадающего токарелейным способом. Иаксимально воз- © можное спадание тока после достижения им уровня тока уставки может продолжаться дольше,чем в предыдущем случае, поскольку одновременно с уменьшением тока Ilo амплитуде обрат- эз но пропорционально увеличивается период следования выходных импульсов измерительного преобразователя тока.

Цель изобретения - повышение каI чест ва регулирования тока зле ктродви-. гателя.

Поставленная цель достигается тем что в устройство введен одновибратор, вход которого соединен с измерительным преобразователем тока, а выход - с вторым входом блока инверсии.

Кроме того, блок сравнения содержит формирователи пилообразного напряжения, подключенные через логическую схему сложения к входу компаратора., На фиг. 1 представлена структурная схема релейно-импульсного регулятора тока электродвигателя; на фиг. 2 - временные диаграммы процесса формирования импульсов управления по релейному способу на закрывание тиристорного ключа; на фиг.3то же, на открывание тиристорного ключа.

Релейно-.импульсный регулятор тока электродвигателя содержит (фиг. 1 измерительный преобразователь 1 тока якоря электродвигателя 2, подключен" ный через .блок 3:сравнения текущего и заданного значений тока якоря к входу блока 4 инверсии и к входу блока

5 переключений, другие входы которого подключены к выходам блока б изменения структуры и формирователей 7 и 8 блокировочных и задержан- ных импульсов, входы которых соединены с выходом генератора 9 задающих импульсов, выходы блока 5 переключений подключены к входам триггера

10, выходы которого соединены через усилители 11 и 12 с тиристорным ключом 1 3 и с входами блока 6, другой вход блока 6 соединен с выходом

Формирователя 8, одновибратор 14, вход которого соединен с измерительным преобразователем тока 1, а выход - с вторым входом блока 4, Блок 3 сравнения содержит формирователи !5 и 16 пилообразного напряжения, подключенные через логическую схему 17 сложения к входу компаратора 18.

Блок 4 инверсии содержит последовательно соединенные триггер 19 и логическую схему и-НЕ 20, первые входы которых подключены к одновибратору 14.

Устройство работает следующим образом.

5 964

При пуске электродвигателя 2 из неподвижного состояния ток якоря 10 и импульсный измерительный преобразователь 1 тока генерирует переменное напряжение прямоугольной формы с З начальной частотой 1;, . На компаратор

18 блока 3. сравнения поступает напряжение пилообразной. формы со схемы 17, на которую поступает с формирователей 15 и 16 соответственно 19 пилообразное напряжение, сформированное по одному полупериоду напряжения.

Результат сравнения компаратором

18 напряжения U>, соответствующего ts величине тока уставки i, и пилообразного напряжения со схемы 17 поступает на входы блока переключения 5 (фиг.2. b,ñ,d) и триггера 19. Одновибратор 14 формирует по положитель- 2в ному и отрицательному периодам импуль». сов измерительного преобразователя тока импульсы напряжения (фиг.2е) по -длительности на порядок меньше пе.риодов следования импульсов напря- 2s жения измерительного преобразователя 1.

Отрицательными перепадами импульсов напряжения с выхода блока 3 сравкения и одновибратора 14 триггер 19 эв устанавливается в противоположное состояние (фиг.2f) Íà выходе логигической схемы И-НЕ 20 напряжение соответствует "1" (фиг.2к ). Следовательно, при наличии импульсов напряжения на выходе блока 3 сравнения блок 4 инверсии не формирует импульсы напряжения.

При ограничении по релейному способу возрастающего тока напряжения с выходов блока 6 изменения структуры, поступая на входы блока 5 переключения, осуществляют коммутацию элементов последнего. В этом случае на первый вход триггера 10 и вход4 усилителя 12 поступают импульсы напряжения постоянной частоты от фор-. мирователя 8 задержанных импульсов.

Триггер 10 устанавливается в противоположное состояние и отрицательным перепадом импульса напряжения с пер" вого выхода запускает формирователь импульсов усилителя 12 на открывание тиристорного ключа 13. Если триггер

10 находится в состоянии, противоположном указанному (при пуске элек" тродвигателя 2 из неподвижного состояния ), то импульсы напряжения noc" тоянной частоты проходят через уси941 6 литель 12 на открывание тиристорного ключа 13 с формирователя 8 задер . жанных импульсов.

Ток якоря электродвигателя 2 уве" личивается, частота измерительного преобразователя 1 тока возрастает, и при достижении регулируемым током уровня тока уставки блок 3 сравнения прекращает формирование импульсов напряжения. Триггер 19 устанавливается в одно устойчивое состояние, и с выхода блока 4 инверсии (фиг.2 к) импульсы напряжения поступают через блок 5 переключения на второй вход триггера 10, Триггер

10 устанавливается в противоположное состояние, и отрицательным перепадом импульса напряжения с второго выхода запускается формирователь импульсов усилителя ll на закрывание тиристорного ключа 13.. Ток якоря при этом может перейти за уровень тока уставки на величину hi, которая onpepea excs только полупериодом следования выходных импульсов измерительного преобразователя 1 тока

{фиг.2 а), После закрывания тиристорного ключа;13 ток якоря электродвигателя

2 и частота измерительного преобразователя 1 тока уменьшаются, блок

3 сравнения начинает формирование импульсов напряжения, а блок 4 инверсии прекращает. При поступлении на первый вход триггера 10 через блок

5 переключения импульсов напряжения постоянной частоты от формирователя

8 задержанных импульсов вышеописанный процесс повторяется. При увеличении относительной продолжительности включения тиристорного ключа 13 скорость нарастания регулируемого тока уменьшается, а скорость спаданияувеличивается. При 0,5 блок 6 иэиенеиия структуры осуществляет коммутацию элементов блока 5 переключе ния. При @ 0,5 по релейному способу осуществляется ограничение спадающего тока. В этом случае на второй вход триггера 10 поступают импульсы напряжения постоянной частоты от формирователя 8 задержанных импульсов и запрещается их прохождение на вход усилителя 12 в цепи открывания тиристорного ключа 13. Триггер 10 устанавливается в противоположное состояние и отрицательным перепадом напряжения с второго выхода триггера 10 запускается формирователь иы;

7 96494 пульсов закрывания усилителя 11. Импульс напряжения с выхода усилителя

1 1 поступает на закрывание тиристорного ключа 13.-Ток якоря электродвигателя 2 и частота измерительного преобразователя 1 тока уменьшаются„ и при спадании,: тока до ур8вня тока уставки блок 4 инверсии прекращает формирование импульсов напряжения. C выхода блока 3 сравнения 1О (фиг.3 к ) импульс напряжения поступает через блок 5 переключения на первый вход триггера 10. Триггер 10 устанавливается в другое состояние, по отрицательному перепаду импульса íà" 1S пряжения с первого выхода запускается формирователь импульса открываHHR тиристорного ключа 13 усилителя 12,. Импульс напряжения с выхода усилителя 12 открывает тиристорный щ ключ 13. При поступлении на второй вход триггера 10 импульсов напряжения постоянной частоты через блок 5 переключения от формирователей 8 за" держанных импульсов вышеописанный 2д процес повторяется.

Выходной импульс напряжения формирователя 8 задержанных импульсов находится в зоне действия блокировочных импульсов формирователя 7.

Дпительность зоны действия блокировочных импульсов устанавливаетая достаточной для исключения срыва ком» мутации тиристорного ключа 13.

Таким образом, одновибратор 14 формирует импульсы напряжения каждый

35 полупериод следования импульсов измерительного преобразователя 1 тока пилообразное напряжение формируется каждый полуйериод следования импульсов измерительного преобразователя

1 тока, и в соответствии с этим сокращается приблизительно вдвое максимальный промежуток времени между моментом достижения регулируемым током якоря уровня тока уставки и моментом формирования сигнала управ-. ления тиристорным ключом 13 по релейному способу (промежуток времени t на фиг.2 и фиг.3) . Этим достигается уменьшение приблизительно вдвое перехода й1 за уровень тока

1 8 уставки тока якоря i, обеспечивающее уменьшение автоколебаний гармони- ческих составляющих регулируемого тока якоря с частотами, меньшими частоты регулирования (синхронизации системы), поскольку амплитуда низкочастотных составляющих не превосходит средней величины переходов регулируемого тока за уровень тока уставки, т.е.. улучшается качество ре гулирования тока электродвигателя.

Формула изобретения

1, Релейно-импульсный регулятор тока электродвигателя, содержащий измерительный преобразователь тока, подключенный через блок сравнения текущего и заданного значения тока якоря к входу блока инверсии и к входу блока переключений, другие входы которого подключены к выходам блока изменения структуры и формирователей блокировочных и задержанных импульсов, входы которых соединены с выходом генератора задающих импульсов, выходы блока переключений подключены к входам триггера, выходы которого:.соединены через усилители с тиристорным ключом и с входами блока изменения структуры, другой вход которого соединен с выходом формирователя задержанных импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, в него введен одновибратор вход которого соединен с измерительным преобразователем тока, а выходс вторым входом блока инверсии.

2. Регулятор по п.1, о т л и ч- а ю шийся тем, что блок сравнения содержит формирователи пилообразного напряжения, подключенные через логическую схему сложения к вхое ду компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 395296, кл..Н 02 P 5/16, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

i8 481476, кл. H 02 Р 5/16, 1976.

964941

Составитель Ю. Воробьев

Редактор Т. Митровка Техред М.Тепер Корректор Н. Король

Заказ 7685/44 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,-4